建筑外墻保溫形式選擇與優(yōu)化
——以國家電網(wǎng)輸電線路防災(zāi)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和完善工程為例

文/張保超 長沙市建筑設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司 湖南長沙 410007

1、項(xiàng)目概況

國家電網(wǎng)輸電線路防災(zāi)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和完善工程（以下簡稱：防災(zāi)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室）由湖南省電力公司投資建設(shè)，總用地面積為63549m2，凈用地面積為45094.0m2，總建筑面積24667.65m2，于2011年完成設(shè)計(jì)，2013年建成投入使用，項(xiàng)目位于湖南省長沙市榔梨鎮(zhèn)梨陽路以北，東、南面與當(dāng)?shù)氐拿窬优?，并與位于其西北向的長沙縣委黨校、東北向的梨江中學(xué)隔路相望。本項(xiàng)目共包括防災(zāi)研究與監(jiān)測中心、防災(zāi)措施研究實(shí)驗(yàn)樓與融冰車庫、人工氣候模擬實(shí)驗(yàn)樓（專業(yè)公司設(shè)計(jì)）、傳達(dá)室、餐廳、宿舍樓等項(xiàng)目。作為一個較大規(guī)模的園區(qū)，它的建設(shè)必然會帶來良好的社會及經(jīng)濟(jì)效益，投入使用至今，建筑保溫及其它綜合效益良好。

2、設(shè)計(jì)原則及目標(biāo)

按以人為本、節(jié)能減排的原則，創(chuàng)造高品質(zhì)的辦公、科研環(huán)境，在規(guī)劃、建筑、景觀等方面通過精心設(shè)計(jì)，努力營造和諧科研區(qū)，即人與自然關(guān)系和諧、人與社會關(guān)系和諧，在人活動范圍內(nèi)采用親切的尺度及完善的設(shè)施，充分體現(xiàn)對人的關(guān)懷，實(shí)現(xiàn)科研、辦公的可持續(xù)發(fā)展，項(xiàng)目效果見圖1、圖2。

圖2 鳥瞰圖

圖1 總平面圖

3、外墻保溫形式

湖南長沙地區(qū)建筑外墻保溫形式主要有內(nèi)保溫、外保溫、自保溫、混合保溫。下面分別對建筑外墻保溫幾種形式進(jìn)行簡單介紹，比較各種形式的優(yōu)缺點(diǎn)，根據(jù)實(shí)際情況選擇、優(yōu)化適合的保溫形式。

3.1 內(nèi)保溫形式

外墻內(nèi)保溫是在外墻內(nèi)側(cè)直接做砂漿保溫層或使用預(yù)制保溫板材粘貼、拼接、抹面，以達(dá)到節(jié)能保溫的目的。

優(yōu)點(diǎn)：內(nèi)保溫技術(shù)簡單、方便施工，對建筑物外墻平整度要求低，具有造價(jià)相對較低、施工進(jìn)度快等優(yōu)點(diǎn),也是湖南地區(qū)居住及一般公共建筑外墻普遍采用的形式。

缺點(diǎn)：內(nèi)保溫存在結(jié)構(gòu)熱橋容易導(dǎo)致局部結(jié)露，造成墻面受潮發(fā)霉、開裂。由于外墻沒做外保溫，受到室外溫差晝夜變化幅度較大的影響，具有明的顯熱脹冷縮，在這種應(yīng)力反復(fù)變化作用下，內(nèi)保溫系統(tǒng)處于不很穩(wěn)定的狀態(tài)，容易發(fā)生空鼓、開裂。

3.2 外保溫形式

外保溫是在外墻外側(cè)做保溫的技術(shù)，由保護(hù)層、保溫層、固定材料組成，它可以減弱熱橋的影響，保護(hù)外墻體不受較大溫度變形應(yīng)力，是目前廣泛應(yīng)用的保溫形式，是國家大力提倡的保溫做法。鑒于此防災(zāi)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室最初施工圖設(shè)計(jì)也是采用外墻外保溫形式。

優(yōu)點(diǎn)：與內(nèi)保溫比較，外保溫具有的優(yōu)勢如下：

（1）范圍適用廣。外保溫不但用于新建工程，而且用于舊房改造。在幾乎不影響室內(nèi)正常生活和活動的情況下，就能進(jìn)行施工。

（2）主體結(jié)構(gòu)被保護(hù)，建筑物壽命延長。采用外保溫形式時，由于建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)外側(cè)設(shè)置了保溫層，緩沖了結(jié)構(gòu)因溫度變化而變形產(chǎn)生的應(yīng)力，避免了外界氣候條件惡劣對結(jié)構(gòu)的破壞，使墻體產(chǎn)生變形、裂縫和破損的可能性減少，建筑物壽命延長。

（3）可以有效減弱熱橋的影響。外保溫既可以避免熱橋部位結(jié)露的產(chǎn)生，又可以避免熱橋形成的熱損失。

（4）有效防止墻體潮濕，進(jìn)一步增強(qiáng)保溫性能。由于滲透性較高的墻體材料處于保溫層的內(nèi)側(cè)，一般不會出現(xiàn)冷凝現(xiàn)象。通過提高結(jié)構(gòu)層整個墻身的溫度以及干燥程度，進(jìn)一步改善墻體的保溫性能。

（5）有利于保持室溫穩(wěn)定。墻體外保溫由于蓄熱能力較大的結(jié)構(gòu)層在保溫層內(nèi)側(cè)，當(dāng)室內(nèi)受到不穩(wěn)定熱作用時，結(jié)構(gòu)墻體層能夠釋放或吸收熱量，有利于室溫保持穩(wěn)定。

缺點(diǎn)：

（1）對保溫體系要求較嚴(yán)。外保溫隔熱體系置于外側(cè)，受到各種外界因素的影響，對外保溫體系提出的要求非常高。

（2）較大的施工難度。繁多的施工流程工序，要求嚴(yán)格，五級風(fēng)以上、溫差5℃以下及雨天都不能施工，要求較高的施工技術(shù)。

（3）造價(jià)高。外保溫體系材料要求具有匹配性相容性的配套專用產(chǎn)品如界面劑、保溫材料、玻纖網(wǎng)、抗裂砂漿、耐水膩?zhàn)拥刃阅茌^高的合格產(chǎn)品。

3.3 內(nèi)外混合保溫形式

內(nèi)外混合保溫是指在外保溫施工不便的部位采用內(nèi)保溫，內(nèi)保溫施工方便的部位采用外保溫，。

優(yōu)點(diǎn)：從施工操作上看內(nèi)外混合保溫，速度能夠有效提高，對外墻內(nèi)保溫形式不能保護(hù)到的熱橋進(jìn)行了保護(hù)，使建筑外墻處于保護(hù)之中。

缺點(diǎn)：內(nèi)保溫作法使墻體主要受室外溫度影響，外保溫作法使墻體主要受室溫影響，產(chǎn)生的溫差變形較大；因而產(chǎn)生較大的溫差變形，容易使不同部位的外墻產(chǎn)生不同速度和尺寸的變形，結(jié)構(gòu)處于不穩(wěn)定狀態(tài)，長期溫差應(yīng)力容易引起結(jié)構(gòu)變形、產(chǎn)生裂縫，減少建筑物的壽命。

3.4 自保溫形式

自保溫是指，使用具有節(jié)能保溫的功能的墻體材料，通過選擇合適的墻體厚度和保溫材料即可達(dá)到保溫節(jié)能的目的，自保溫常見的材料有：頁巖燒結(jié)空心砌塊、蒸汽加壓混凝土、泡沫混凝土砌塊、陶粒自保溫砌塊等。

優(yōu)點(diǎn)：自保溫體系的優(yōu)點(diǎn)是將保溫隔熱功能與圍護(hù)結(jié)構(gòu)相結(jié)合，無需使用其他保溫材料，就能滿足建筑的保溫節(jié)能，同時自保溫體系構(gòu)造簡單、技術(shù)成熟、省工省料，與其他保溫形式相比，無論從技術(shù)復(fù)雜程度上還是價(jià)格上都有明顯的優(yōu)勢，建筑全壽命周期內(nèi)成本較低。

缺點(diǎn)：雖然自保溫形式具有很多優(yōu)勢，但就像其它的新技術(shù)一樣，在其廣泛應(yīng)用階段之前都會有一些細(xì)節(jié)問題，如自保溫形式的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、施工規(guī)范以及新型材料的研發(fā)和改進(jìn)。

4、外墻保溫形式選擇與優(yōu)化

防災(zāi)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室開始施工圖設(shè)計(jì)時，建設(shè)單位指定選擇外保溫形式，外墻材料為200mm燒結(jié)多孔磚，保溫材料根據(jù)2011年長沙地區(qū)節(jié)能材料備案種類選擇了無機(jī)輕集料保溫砂漿；經(jīng)過計(jì)算，保溫層厚度為50mm，外墻裝飾層為真石漆，在項(xiàng)目進(jìn)行外墻保溫層施工時，建設(shè)單位考慮到現(xiàn)階段施工水平以及本項(xiàng)目的影響，要求保溫層減薄，于是建議建設(shè)單位外墻材料改為加氣混凝土砌塊，經(jīng)計(jì)算，外墻外保溫厚度為20mm,是一個非常容易實(shí)現(xiàn)及合適的厚度，但考慮到長沙地區(qū)的氣候條件、加氣混凝土砌塊防滲性不理想的情況下，建設(shè)單位堅(jiān)持外墻材料使用燒結(jié)多孔磚，根據(jù)這種情況綜合考慮，在外墻內(nèi)外混合保溫技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了優(yōu)化升級，綜合考慮，采取了“外墻內(nèi)外保溫”形式，即同時按外墻內(nèi)保溫技術(shù)做內(nèi)保溫和外墻外保溫技術(shù)做外墻外保溫，具體做法詳見圖3 外墻內(nèi)外保溫構(gòu)造圖，經(jīng)過計(jì)算調(diào)整，達(dá)到了良好的綜合效果，得到審圖單位及節(jié)能備案單位的認(rèn)可與支持。

總結(jié)：

“外墻內(nèi)外保溫”是外墻保溫形式選擇與優(yōu)化的一次有益嘗試，并取得良好的效果，建筑節(jié)能已成為建筑發(fā)展的必然趨勢，對于各類外墻保溫形式中的一些問題仍需不斷優(yōu)化與完善，要根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況、氣候條件以及當(dāng)?shù)乇夭牧蟼浒盖闆r綜合考慮，選擇合適的外墻保溫形式，并在現(xiàn)有形式的基礎(chǔ)上根據(jù)實(shí)際需要優(yōu)化創(chuàng)新，以取得優(yōu)良的綜合效益，才能不斷為外墻保溫提供更多選擇形式，為應(yīng)用提供新的技術(shù)支持，才能促進(jìn)建筑外墻保溫朝更優(yōu)的方向持續(xù)發(fā)展。